第一種電気工事士 過去問
令和5年度（2023年） 午後
問13 (一般問題 問13)

燃料電池は、水の電気分解と逆の反応を利用して電気（と熱）を生成する電池です。負極では水素が水素イオンと電子に分解され、この電子が電池から取り出されて電流になります。
 

　【負極の反応】　H₂ → 2H⁺ + 2e⁻

水素イオンは電解液を通って、正極に移動し、電流として流れてきた電子とともに酸素と反応して水となります。正極の反応は次の通りです。

　【正極の反応】　O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O

りん酸形燃料電池の発電原理図に関する問題です。

図を見て後ずさりせずに基本に沿って行けば解ける問題だと思います。

燃料電池は水素と酸素を反応させて電気を得ます。

そのことから内容を単純化させましょう。

燃料電池は、水素と酸素の化学反応によって直接電気エネルギーを生成する装置です。水の電気分解の逆反応を利用し、燃焼を伴わない電気化学的な反応で発電を行います。

＋極の反応

酸素、水素イオン、電子が結合して水になります。

H₂ → 2H⁺ + 2e⁻

－極の反応

水素分子が水素イオンと電子に分離します。

½O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O

全体反応

水、電気エネルギー、熱を発生させます。